用於氬弧焊機的精細遠程控制系統及方法與流程
2023-05-23 02:44:41 2
本發明涉及電焊機領域，具體地，涉及一種用於氬弧焊機的精細遠程控制系統及方法。
背景技術：
電焊機作為電器設備的一種，朝著人性化和專業化的方向發展，專業氬弧焊機通常都配有遠控裝置。目前的帶遠控的氬弧焊機，有兩大不足：其一，通過操作界面選擇遠控近控模式，界面不夠簡化，操作繁瑣；其二為最小輸出電流和最大輸出電流要麼存在死區，要麼達不到預設值，並且線性度較差。
本發明提出的用於氬弧焊機的精細遠程控制系統及方法，能夠有效彌補以上不足。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用於氬弧焊機的精細遠程控制系統及方法。
根據本發明提供的用於氬弧焊機的精細遠程控制方法，包括如下步驟：
步驟1：對遠控裝置和氬弧焊機的逆變控制電路進行隔離供電；
步驟2：將遠控裝置的電流給定信號Ig1線性隔離採樣為電流給定信號Ig2，將遠控裝置的開關信號key1隔離採樣為開關信號key2；
步驟3：讀取隔離採樣後的開關信號key2作為開關逆變器的依據；
步驟4：讀取隔離採樣後的電流給定信號Ig2，通過電流給定信號Ig2的初始值判斷焊機為近控模式還是遠控模式；通過對電流給定信號Ig2做線性度處理，消除腳踏開關與採樣電路帶來的誤差，精確控制輸出電流。
優選地，所述步驟1中的遠控裝置與焊機通過信號線相連，所述遠控裝置是指能夠在遠離焊機的位置，操控焊機輸出的裝置。
優選地，所述步驟4包括：當遠控裝置未接入焊機接口時，電流給定信號Ig2的值為零，當遠控裝置接入焊機接口時，電流給定信號Ig2有一個起始值；
當電流給定信號Ig2小於遠控近控閥值信號Igr時，為近控模式；
當電流給定信號Ig2大於等於遠控近控閥值信號Igr時，為遠控模式。
優選地，所述步驟4還包括：對隔離採樣後的電流給定信號Ig2作線性度處理，即在遠控模式下進行最小值處理和最大值處理；
遠控模式下最小值處理步驟：槍開關閉合前，對採集到的遠控裝置初始給定電流做平均值處理，得到初始給定電流平均值Ig2min，將Ig2min與經校準的輸出電流一致的最小預設值Imin做比較，將差值補償給Ig2min，使得最小輸出電流與最小預設值一致；
遠控模式下最大值處理步驟：把遠控信號給到最大，檢測得到遠控給定信號的最大值Ig2max，將Ig2max與經校準的輸出電流一致的最大預設值Imax做比較，補償差值給Ig2max，使得最大輸出電流與最大預設值一致。
優選地，所述步驟4中的對隔離採樣後的電流給定信號Ig2做線性度處理的計算公式如下：
Ig3＝Imin+(Ig2-Ig2min)*(Imax-Imin)/(Ig2max-Ig2min)；
式中：Imin表示經校準且與輸出電流一致的最小預設值，Ig2min表示初始給定電流平均值，Imax表示經校準且與輸出電流一致的最大預設值，Ig2max表示遠控給定信號的最大值，Ig3表示實際控制輸出電流給定信號。
根據本發明提供的用於氬弧焊機的精細遠程控制系統，包括：遠控隔離供電模塊、遠控信號採集模塊、槍開關隔離取樣模塊、電流給定隔離線性取樣模塊、軟體遠控信號處理模塊；
所述遠控隔離供電模塊，用於對遠控裝置和氬弧焊機的逆變控制電路進行隔離供電；
遠控信號採集模塊，用於採集遠控裝置槍開關信號key1和遠控裝置電流給定信號Ig1；
槍開關隔離取樣模塊，將遠控裝置的開關信號key1隔離採樣為開關信號key2；
電流給定隔離線性取樣模塊，將遠控裝置的電流給定信號Ig1線性隔離採樣為電流給定信號Ig2；
軟體遠控信號處理模塊，讀取隔離採樣後的電流給定信號Ig2，通過電流給定信號Ig2的初始值判斷焊機處於近控模式還是遠控模式；通過對電流給定信號Ig2做線性度處理，消除腳踏開關與採樣電路帶來的誤差，精確控制輸出電流。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
本發明提供的用於氬弧焊機的精細遠程控制系統通過對遠控部分隔離供電，以避免遠控電路與逆變控制電路相互幹擾，並自動判斷焊機為近控還是遠控模式，能夠消除實際輸出最小和最大電流與預設值誤差；且遠程控制輸出電流線性度高，無死區。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
圖1為本發明提供的用於氬弧焊機的精細遠程控制系統的原理框圖；
圖2為遠控隔離供電模塊與槍開關隔離採樣模塊的電路原理圖；
圖3為遠控組件的電路原理圖；
圖4為電流給定隔離線性取樣模塊的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
根據本發明提供的用於氬弧焊機的精細遠程控制方法，包括如下步驟：
步驟1：對遠控部分隔離供電，以避免遠控電路與逆變控制電路相互幹擾；
步驟2：採用隔離取樣電路，將遠控裝置電流給定信號Ig1線性隔離採樣為電流給定信號Ig2，將遠控裝置的開關信號key1隔離採樣為開關信號key2。
步驟3：軟體系統讀取隔離採樣後的開關信號key2作為開關逆變器的依據。
步驟4：讀取隔離採樣後的電流給定信號Ig2，通過其初始值，來判別焊機處於近控還是遠控模式；通過對其做線性度處理，消除腳踏開關與採樣電路帶來的誤差，精確控制輸出電流。
具體地，如圖1所示，首先，對遠控電路部分隔離供電，以避免遠控電路與逆變控制電路間相互幹擾；其次，採用隔離取樣電路，將遠控裝置電流給定信號Ig1線性隔離採樣為信號Ig2，將遠控裝置強開關信號key1隔離採樣為信號key2。遠控電流給定信號Ig1，接入遠控裝置後,設置有一初始值，可用以自動判斷焊機為近控還是遠控模式；最後，軟體系統讀取隔離採樣後的信號key2作為開關逆變器的依據；讀取隔離採樣後的信號Ig2，用途其一為通過其初始值，來判別焊機處於近控還是遠控模式，用途其二為對其做線性度處理，消除腳踏開關與採樣電路帶來的誤差，精確控制輸出電流。
如圖2所示，遠控隔離供電模塊由變壓器T1、二極體D1、電阻R2、電容C2、電容C3、晶片U2、電容C6、電容C7組成，開關電源產生的交流電18Vdp通過隔離變壓器T1，經二極體D1、電阻R2、電容C2、電容C3整流濾波後產生+18VB直流電，為開關信號採集電路供電，再經晶片U2、電容C6、電容C7穩壓濾波後，產生15VB直流電，為遠控給定信號電路供電。該隔離供電電路可避免遠控電路與逆變控制電路相互幹擾。其中，所述晶片U2為器件，其型號為L7815CV。
如圖2、圖3所示，包括遠控信號採集模塊和槍開關隔離採樣模塊，其中遠控信號採集模塊又包括槍開關信號採集模塊和電流給定信號採集模塊。
槍開關信號採集模塊包括電阻R4、電容C5、開關SW1、電阻R3、電容C4，當槍開關斷開時，電阻R3右端的遠控裝置槍開關信號Key1為0，當槍開關閉合時，+18VB信號經電阻R4、開關SW1流入電阻R3，電阻R3右端的遠控裝置槍開關信號Key1信號為+18V。
槍開關隔離取樣模塊，由晶片U1、電阻R1、電容C1組成，槍開關斷開，遠控裝置槍開關信號Key1為0，光耦U1不導通，隔離採樣後的信號Key2信號為15V；當槍開關閉合時，光耦U1導通，Key2信號為0V，實現隔離採樣槍開關信號。其中，光耦U1的型號為PC817。
電流給定信號採集包括滑動變阻器VR1、電阻R5、電阻R6、電阻R7，當遠控插頭(接口CN2)未接入接口CN1時，INPUT信號為0，當遠控插頭接入CN1時，此時電位器VR1滑片在最左端，INPUT採集到的是滑動變阻器VR1與電阻R5的分壓值，通過檢測INPUT的值來自動識別近控還是遠控。電流給定信號INPUT隨遠控裝置調節滑動變阻器VR1而變化，該信號經過電阻R6、電阻R7分壓後，產生遠控裝置電流給定信號Ig1。
如圖4所示，電流給定隔離線性取樣模塊，由二極體D2、二極體D3、電容C8、電阻R8、電容C9、電阻R9、晶片U3、電阻R10、電容C10、晶片U4、電阻R11、電容C11、晶片U5、電容C12組成，電流給定信號Ig1經由電阻R8、晶片U3、電阻R9、電阻R10、晶片U4、電阻R11組成的線性隔離取樣電路後，再經晶片U5跟隨後產生遠控給定信號Ig2。其中，所述晶片U3為器件，其型號為LM358；晶片U4為器件，其型號為HCNR200；所述晶片U5為器件，其型號為LM358。
軟體遠控信號處理模塊，軟體系統掃描遠控強開關信號Key2與遠控給定信號Ig2，當遠控強開關信號Key2為低時，開逆變器，當遠控強開關信號Key2為高時，關逆變器。當遠控給定信號Ig2小於遠控近控閥值電壓Vr時，為近控模式，當遠控給定信號Ig2大於遠控近控閥值電壓Vr時，為遠控模式，實現自動判別近控遠控。
遠控模式下進行最小值處理，槍開關閉合前，對採集到的初始給定電流做平均值處理得到Ig2min，初始平均值Ig2min與已校準過與輸出電流一致的最小預設值Imin做比較，補償差值給Ig2min，使得最小輸出電流與最小預設值一致，解決由於遠控裝置與採樣電路引起的最小電流存在死區或者超過最小電流的問題。遠控模式下進行最大值處理，需要預調試，把遠控信號給到最大，檢測到遠控給定信號最大值Ig2max，與已校準過與輸出電流一致的最大預設值Imax做比較，補償差值給Ig2max，使得最大輸出電流與預設值一致，解決由於遠程裝置與採樣電路引起的最大電流存在死區或者達不到最大電流的問題。之後再線性度處理步驟，已知Ig2min、Imin、Ig2max、Imax四個信號的值，可通過公式Ig3＝Imin+(Ig2-Ig2min)*(Imax-Imin)/(Ig2max-Ig2min)，做線性度處理，提高輸出電流線性度，遠控給定信號Ig2為實時檢測到的遠控給定信號，Ig3為實際控制輸出電流給定信號。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變化或修改，這並不影響本發明的實質內容。在不衝突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。